第四章 闭合电路 第五章 电能与能源的可持续发展 章末检测试卷(课件PPT)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（粤教版）

该高中物理恒定电流单元复习课件系统整合电路故障分析、闭合电路欧姆定律、电功电功率、多用电表使用及电源电动势测量等核心知识，通过典型例题与错题解析串联概念规律，构建“基础模型-动态分析-实验应用”的知识网络。 其特色在于聚焦科学思维与科学探究，如用U-I图像推导电源输出功率培养模型建构能力，设计“电路故障辨析-电动机效率计算-风速测定装置分析”分层练习，提升科学推理与问题解决能力。这种设计助力学生深化物理观念，教师可精准把握学情，增强复习针对性。

章末检测试卷(第四、五章) 1 一、单项选择题 1.(2024·广州市高二月考)下列说法正确的是 A.1 C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功1 J，则A、B的电势差为 －1 V B.电场强度为零的地方，电势也一定为零 C.电阻率大的导体材料，电阻也一定大 D.铅蓄电池的电动势为2 V，则用电压表测量铅蓄电池两端的电压也一 定为2 V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电势的零点是人为选择的，而电场强度的零点是根据电场的叠加得来的，二者没有必然的联系，例如等量同种电荷连线的中点电场强度为0，但是电势的零点可以选在其他位置，此时等量同种电荷连线的中点电场强度为0，电势不为0，故B错误； 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，用电压表测量铅蓄电池两端的电压不一定为2 V，故D错误。 13 14 15 2.(2024·河源市高二期末)如图所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是 A.灯泡L1短路 B.电流表接触不良 C.开关处短路 D.灯泡L2断路 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 灯泡L1短路，电流表和电压表均有示数；电流表接触不良时，电路断路，电压表和电流表均无示数；开关短路，电流表和电压表都有示数，灯泡L2断路，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动。故选D。 13 14 15 3.(2024·深圳市高二期中)如图所示，电源电动势E＝6 V、内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝2 Ω与电动机M串联接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为1 A，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R0＝0.5 Ω。下列说法中正确的是 A.电动机的输出功率为4.5 W B.电动机两端的电压为0.5 V C.电源的输出功率是6 W D.定值电阻消耗的热功率为2 W √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 电动机两端的电压UM＝E－I(R＋r)＝3 V，故B错误； 电动机的输出功率为P机＝P输入－P热＝UMI－I2R0＝ 2.5 W，故A错误； 电源的输出功率是P输出＝EI－I2r＝5 W，故C错误； 定值电阻消耗的热功率PR＝I2R＝2 W，故D正确。 14 15 4.如图所示，电路中的电表皆为理想电表，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P向右移动，下列说法正确的是 A.灯泡L变暗 B.电压表的示数减小 C.电流表的示数减小 D.电容器所带电荷量增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P向右移 动，R2接入电路中的阻值减小，电路中的总电 阻也减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路 总电流增大，灯泡L变亮，故A错误； 总电流变大，则内电压变大，外电压减小；灯 泡两端电压变大，则电压表的示数减小，故B正确； 并联电路的电压减小，R1、R3所在支路的电流减小，则R2所在支路的电流增大，电流表的示数增大，故C错误； R1、R3所在支路的电流减小，电容器两端电压等于R3两端电压，R3两端电压减小，电容器所带电荷量减小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5.如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是定值电阻R两端的电压随电流变化的图像，由图可知 A.该电源的电动势为6 V、内阻是2 Ω B.定值电阻R的阻值为1 Ω C.该电源的最大输出功率为8 W D.当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6.(2024·广州市高二期中)如图(a)所示为简易多用电表的电路图。电源E为直流电源，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻；表头G的满偏电流为5 mA，内阻为20 Ω；虚线方框为换挡开关；A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表共有5个挡位，分别为直流电压5 V挡和10 V挡，直流电流10 mA挡和25 mA挡，欧姆×10 Ω挡。则以下说法中正确的是 A.多用电表的B端应与黑色表笔相连接 B.若换挡开关与3相连，测量中，表盘 指针稳定时如图(b)所示，则其读数 为11 Ω C.若换挡开关与2相连，为直流电流25 mA挡 D.若要使用直流电压5 V挡，则换挡开关应与4相连 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设想当欧姆挡接入电路时，根据“红进黑出”可知，图中的B端与红表笔相连接，故A错误； 当选择开关接3时为欧姆表，使用的倍率为×10 Ω，所以欧姆表的示数为11×10 Ω＝110 Ω，故B错误； 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由题意知，直流电流分别为10 mA和25 mA挡，由电流表的改装原理知，并联的分流电阻越小，则量程越大，由题图可知，接“2”时为10 mA挡，故C错误； 由题意，直流电压有5 V和10 V两个挡位，由电压表的改装原理，串联的分压电阻越大，量程越大，所以直流电压5 V挡时换挡开关应接“4”，故D正确。 13 14 15 7.(2024·汕头市高二期中)如图(a)的电路中，定值电阻R2＝4 Ω，电流表的内阻RA＝0.5 Ω，电压表为理想电压表。实验时调节滑动变阻器R1的阻值，得到多组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点，并作出U－I图像如图(b)所示。R1连入电路的阻值调至最大时，对应图中的A点。下列说法正确的是 A.A点对应外电路的总电阻为20 Ω B.电源电动势E＝2.5 V C.滑动变阻器的最大阻值为10 Ω D.电源内阻r＝5 Ω √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (a)　　　　　　　(b) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由U＝E－I(R2＋RA＋r)，将A点数据，带入可得E＝2.5 V，故B正确。 13 14 15 (a)　　　　　　　(b) 二、多项选择题 8.(2024·惠州市高二期中)如图所示是一种风速测定装置简化示意图，电源电动势为E(保持不变)，内阻为r，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，电压表、电流表均为理想电表。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连。S闭合后，当风速减小时，下列说法中正确的是 A.电源的路端电压变大 B.电压表的示数变大 C.滑动变阻器R1两端的电压变大 D.电流表的示数变小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S闭合后，当风速减小时，活塞上方气压增大， 活塞带动滑片P下移，可知滑动变阻器接入电 路电阻增大，电路总电阻增大，根据闭合电路 欧姆定律可知，电路总电流减小，则电流表的 示数变小，内电压变小，路端电压变大；由于通过定值电阻R的电流减小，所以定值电阻R两端的电压减小，电压表的示数变小；根据U外＝UR＋UR1可知滑动变阻器R1两端的电压变大。故选A、C、D。 13 14 15 9.(多选)(2024·清远市高二期中)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大速度行驶，则下列选项正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A 最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 400 W A.电动机的输入功率为576 W B.电动机的线圈电阻为4 Ω C.该车获得的牵引力为72 N D.该车受到的阻力为20 N √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 电动机的输入功率为P＝UI＝48×12 W＝576 W，故A正确； 13 14 15 10.如图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6 V、内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是 A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2＝ 1.5 W，R1＝6 Ω B.图乙中R2＝9 Ω C.滑动变阻器消耗的功率P最大时，电源输出功率也最大 D.无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值，都无法使电源的输出功率达到4.5 W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 当电路外电阻等于内阻时，电源 输出功率最大，因为定值电阻大 于电源内阻，故随着滑动变阻器 接入电路阻值变大，电源输出功率减小，故滑动变阻器接入电路阻值为零时，电源输出功率最大，故C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 三、非选择题 11.(2024·江门市高二期末)如图甲所示的黑箱中有两只电学元件，小明使用多用电表对其进行探测。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图乙中多用电表的____(选填“A”“B”或“C”)。 A 多用电表使用前应机械调零，机械调零旋钮为A。 (2)探测黑箱a、b接点间是否存在电源时，应选用多用电表的__________挡(选填“直流电压”“直流电流”或“电阻”)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 直流电压 可用多用电表的直流电压挡探测黑箱a、b接点间是否存在电源。 (3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值。两表笔分别接a、b时，多用电表的示数如图丙所示，正反向阻值均相等，则他判断a、b两点间连接了电阻，阻值为_____ Ω。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 挡位为“×1”挡，根据图丙示数可知r＝15×1 Ω＝15 Ω (4)他继续将红表笔接b，黑表笔接c，发现电阻无穷大，于是又将黑表笔接b，红表笔接c，发现电阻比a、b间的电阻更小，于是他判断出b、c间连接了二极管，并且二极管的正极与_____点相连。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二极管正向导通电阻很小，反向电阻无穷大，再根据多用电表欧姆挡内部结构可知，电流从红表笔流入，黑表笔流出，可知二极管的正极与b点相连，负极与c点相连。 13 14 15 12.(2024·肇庆市高二期末)某同学用电压表和电流表测一节电池的电动势和内阻，并按照图甲所示的电路图进行实验，所用电压表可视为理想电压表。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)图乙为根据实验数据绘制的U－I图像，从图像中可知该电池电动势E＝____ V，内阻r＝____ Ω。(均保留小数点后一位) 1.5 2.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 图像的表达式为U＝E－Ir，所以U－I图像与纵轴的交点为电动势，有E＝1.5 V 13 14 15 (2)该同学找资料查证量程为0～0.6A的电流表内阻比较小，接近电池内阻，则该电池内阻的测量值_____(选填“>”“<”或“＝”)真实值。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 > 该电路下，实际测量的是电源和电流表等效成的新电源，即测量的电源内阻实质为电源的内阻加上电流表的电阻，所以电源内阻的测量值大于真实值。 (3)该同学放弃电压表，并且将滑动变阻器更换为电阻箱R，采用如图丙所示电路进行实验，经多次测量并记录电阻箱阻值R及对应的电流I， 重新绘制出如图丁所示的 图像(忽略电流表的内阻)，已知图线斜率 为k，图线与纵坐标轴的截距为b，则电池电动势E＝_____，内阻r＝____。(用k、b中的物理量表示) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 由公式U＝E－Ir变形为IR＝E－Ir 13 14 15 13.(2024·江门市高二期中)如图所示，电阻R1＝6 Ω，R2＝2 Ω，电动机的内阻为r0＝2 Ω，当闭合开关S后，电流表示数为2 A，电压表示数为9 V，电表为理想表。已知电源电动势为E＝15 V，求： (1)电源的内阻r； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　1 Ω　 根据闭合电路欧姆定律有U＝E－I(r＋R2) 解得r＝1 Ω (2)通过电动机的电流IM； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　0.5 A　 通过定值电阻R1的电流 则通过电动机的电流 IM＝I－I1＝2 A－1.5 A＝0.5 A (3)电动机的效率η(保留三位有效数字)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　88.9% 解得η＝88.9%。 14.(2024·上海市复旦中学高二期中)如图所示，电源电动势E＝20 V，内阻不可忽略，定值电阻R＝2 Ω。开始时滑动变阻器滑片位于正中时，电流表的示数为1 A，而后将滑片滑到一个极端时，电流表的示数变成2 A。求： (1)电源的内阻r，滑动变阻器的最大阻值R1m； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　8 Ω　20 Ω　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 滑动变阻器滑片位于正中时，电流表的示数为1 A；滑片滑到一个极端时，电流表的示数变成2 A，说明此时滑动变阻器接入电路中的阻值为零。设电源的内阻为r，由闭合电路欧姆定律得 解得r＝8 Ω，R1m＝20 Ω (2)滑片位于正中时，电源的输出功率和电源效率； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　20 W　60%　 电源的输出功率 P＝UI1＝I12R外＝I12(R＋R1′)＝12 W (3)电源的最大输出功率，以及此时对应的R1值。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　12.5 W　6 Ω 当R＋R1＝r时，电源的输出功率最大，即滑动变阻器的阻值为R1＝r－R＝6 Ω 15.(2024·广州市高二期末)如图所示，电源电动势为E＝10 V，内阻为r＝1 Ω，定值电阻的阻值为R1＝R2＝1 Ω，平行板电容器的电容为C＝100 μF，两极板间距离为d＝30 cm，B极板接地，调节电阻箱，使其示数为R3＝3 Ω，闭合开关S，电路稳定时，电容器正中间P点有一质量为m、电荷量为q＝0.02 C的小球正好处于静止状态，g＝10 m/s2，求： (1)小球的质量m； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　0.04 kg　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解得m＝0.04 kg (2)将小球仍固定在原来的位置P，将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω，当电路稳定时，求这时小球的电势能Ep。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　－0.08 J　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 因为电容器下极板接地，所以此时，上极板电 势为8 V，下极板电势为0 V，P处于正中间，所 以P点电势为φ＝4 V，可得Ep＝qφ，依题意，小球带负电荷，才可以保持静止，有q<0，联立可得Ep＝－0.08 J (3)求在将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω后到电路再次稳定的过程中通过R2的电荷量Q。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　2×10－4 C 流过R2的电荷量ΔQ＝CΔU＝C(UC′－UC)＝2×10－4 C。 BENKEJIESHU 本课结束 正电荷从A点移动到B点克服电场力做功1 J，可知电场力对试探电荷做负功，由W＝Uq，可得U＝＝－1 V，则A、B的电势差为－1 V，A正确； 由导体电阻的决定式R＝ρ可知导体电阻由导体电阻率、导体长度、横截面积决定，所以导体的电阻率大，电阻不一定越大，故C错误； 当该电源只向电阻R供电时，根据图像交点的纵坐标可得此时电源的输出电压为4 V，则该电源的效率η＝×100%＝×100%≈66.7%，故D正确。 由图线AB可知电源的电动势E＝6 V，短路电流为I短＝6 A，则电源内阻r＝＝1 Ω，故A错误； 根据OM图线，可得R＝＝ Ω＝2 Ω，故B错误； 当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，所以该电源的最大输出功率为Pmax＝＝9 W，故C错误； 由闭合电路欧姆定律U＝E－ I(R2＋RA＋r)，可得r＋R2＋RA ＝，电路中电压表示数为R1 两端电压，RA是电流表内阻，代 入U－I图像数据可得r＋R2＋RA ＝5 Ω，解得r＝0.5 Ω，电源工作状态在A点时，有R1＝＝ Ω＝20 Ω，外电路总电阻为R1＋R2＋RA＝24.5 Ω，故A、C、D错误； 电动机正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内阻，故R≠ ＝＝4 Ω，故B错误； 电动车速度最大时，牵引力等于阻力，由P出＝Fvm＝Ffvm可得F＝Ff＝＝72 N，故C正确，D错误。 把定值电阻看成电源内阻一部分， 由题图乙可知，当Rr＝R1＝R＋r ＝6 Ω，滑动变阻器消耗的功率最 大，最大功率为P2＝＝1.5 W，故A正确； 滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等，有()2×3＝()2R2，解得R2＝12 Ω，故B错误； 当滑动变阻器接入电路阻值为零时，电路中电流最大，最大值为Im＝＝ A＝1 A，电源输出功率最大，为Pmax＝Im2R＝4 W，故D正确。 图像的斜率绝对值为电源内阻，有 r＝＝ Ω＝2.0 Ω －R 整理有＝R＋ 所以有k＝，＝b 整理有E＝，r＝。 I1＝＝ A＝1.5 A 电动机的效率为η＝·100% E＝I1(r＋R＋R1m)，E＝I2(r＋R) 滑片位于正中时，滑动变阻器接入电路中的阻值为R1′＝R1m＝10 Ω 电源效率为η＝×100%＝60% 电源的输出功率P＝UI＝(R＋R1)＝ 电源的最大输出功率为Pm＝＝12.5 W。 开关S闭合，电路稳定后，R1和R3串联，R2中没有电流通过，电容器的电压为UC＝U3＝ E＝6 V 小球静止时，由平衡条件有mg＝q 将电阻箱的电阻改为R3′＝8 Ω，开关S闭合， 电路稳定时UC′＝E＝8 V $